由至少一种元素金属粉末制造零件的方法-复审决定


发明创造名称:由至少一种元素金属粉末制造零件的方法
外观设计名称:
决定号:189612
决定日:2019-09-10
委内编号:1F242926
优先权日:2013-10-22
申请(专利)号:201410555491.6
申请日:2014-10-17
复审请求人:波音公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:李晓丽
合议组组长:侯艳嫔
参审员:遇抒
国际分类号:B22F3/24(2006.01);C21D8/00(2006.01)
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比,其部分区别技术特征已在其他现有技术中公开,其余区别技术特征是本领域的公知常识或者常规技术手段,则该权利要求相对于现有技术是显而易见的,不具有突出的实质性特点和显著的进步,从而不具备创造性。
全文:
本复审请求审查决定涉及申请号为201410555491.6,名称为“由至少一种元素金属粉末制造零件的方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为波音公司,申请日为2014年10月17日,最早优先权日为2013年10月22日,公开日为2015年06月10日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2017年12月13日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-15不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:2017年05月05日提交的权利要求第1-15项,申请日2014年10月17日提交的说明书第1-86段(即第1-16页),说明书附图第1-7B(即第1-5页),说明书摘要及摘要附图。驳回决定引用的对比文件如下:
对比文件1:US2010018271A1,公开日为2010年01月28日;
对比文件2:US2002119068A1,公开日为2002年08月29日。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种从至少一种元素金属粉末制造零件(14)的方法(100),所述零件(14)具有近净成形形状、零件体积以及零件密度,所述方法包括:
提供(300)具有烧结密度的烧结预成型件(134);
使部分(134A)从所述烧结预成型件分离(400),所述部分(134A)具有超过所述零件体积的部分体积和不同于所述零件(14)的所述近净成形形状的部分形状;并且
在热循环压力下在热循环时间段内使所述部分(134A)热循环,同时使所述部分(134A)超塑变形,从而形成(500)具有所述近净成形形状和所述零件密度的所述零件(14),
其中,所述至少一种元素金属粉末是钛粉末、铝粉末以及钒粉末中的至少一种。
2. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,所述部分(134A)在第一温度与第二温度之间热循环。
3. 根据权利要求2所述的方法(100),其中,所述部分(134A)热循环一定的热循环次数。
4. 根据权利要求3所述的方法(100),其中,所述热循环次数为从5次至25次。
5. 根据权利要求3所述的方法(100),其中,每次所述热循环均致使所述部分(134A)的材料发生结晶变化。
6. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,所述部分(134A)在惰性气氛下热循环。
7. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,所述热循环时间段小于一个小时。
8. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,所述烧结密度是完全密度的80%至99%。
9. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,所述烧结密度是与所述零件(14)相关的理论上的完全密度的95%至99%。
10. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,所述热循环压力不变。
11. 根据权利要求10所述的方法,其中,所述热循环压力为2000磅/平方英寸。
12. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,通过在恒定温度下在烧结时间段内烧结冷压预成型件而形成所述烧结预成型件(134)。
13. 根据权利要求12所述的方法(100),其中,所述冷压预成型件具有冷压密度并且通过在冷压温度和冷压压力下对所述至少一种元素金属粉末冷压一定的冷压时间段而形成。
14. 根据权利要求13所述的方法(100),其中,所述冷压压力高于所述热循环压力。
15. 根据权利要求13所述的方法(100),其中,形成所述冷压预成型件进一步包括在对所述至少一种元素金属粉末进行冷压之前研磨所述至少一种元素金属粉末。”
驳回决定认为:权利要求1与对比文件1的区别在于:(1)提供具有烧结密度的烧结预成型件;(2)使部分从所述烧结预成型件分离,所述部分具有超过所述零件体积的部分体积和不同于所述零件的所述近净成形形状的部分形状。区别特征(1)已在对比文件2中公开,区别特征(2)是本领域的常规技术选择,因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-5的附加技术特征已在对比文件1中公开,从属权利要求6、7、12、13、14、15的附加技术特征是本领域的常规技术选择,从属权利要求8、9的附加技术特征已在对比文件2中公开,从属权利要求10、11的附加技术特征部分在对比文件1中公开,部分是本领域的常规技术选择,因此从属权利要求2-15也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年01月22日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书,将从属权利要求13、14的附加技术特征写入权利要求1中。复审请求人认为:对比文件1和对比文件2都未公开本申请权利要求1的技术特征“所述冷压压力高于所述热循环压力”。对比文件1仅仅公开了超塑成型技术可以比传统技术在更低的压力下进行。在本申请的权利要求1所要求保护的方法中,烧结预成型件的部分在低于冷压压力的热循环压力下发生超塑变形,这在实现该零件的改善的巩固性和有利的颗粒结构方面是有益的,而对比文件1和2及其结合均未给出这样的技术启示。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年01月30日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为,对比文件1公开了冷压预成型在室温对金属粉末进行压制而成,而本领域技术人员可以直接、毫无疑义的确定冷压在冷压时间段内冷压压力下进行,冷压预成型件具有冷压密度。对于冷压压力高于热循环压力,对比文件1公开了超塑成型技术可以比传统技术更低的压力下进行,并且也公开了热循环压力范围为1.5KSI到2.5KSI(相当于10.3-17.2MPa),此外,本领域公知冷压成型的压力为400-500MPa,高于对比文件1中热循环压力。对于“本申请中烧结预成型件的部分在低于冷压压力的热循环压力下发生超塑变形,来实现该零件的改善的巩固性和有利的颗粒结构方面是有益的”,在本申请的说明书中并没有记载。因而坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2018年11月22日向复审请求人发出第一次复审通知书,指出:权利要求1-13相对于对比文件1和对比文件2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人提出的复审意见,合议组认为:对比文件1公开了(参见说明书第30-41段)在室温下对金属粉末进行冷压形成冷压预成型件,本领域技术人员可以直接、毫无疑义的确定冷压在冷压时间段内冷压压力下进行,冷压预成型件具有冷压密度。对于热循环压力,对比文件1公开了“利用工件在相变温度范围内或附近的温度下的相变超塑性的优势,可以在比常规技术更低的压力和温度下使预成型件变形”,并且也公开了热循环压力范围为1.5KSI到2.5KSI(相当于10.3-17.2MPa)(参见说明书第37段)。而对于钛粉的冷压压力,工具书中具有明确记载,例如《粉末冶金手册 下》(韩凤麟主编,冶金工业出版社,出版日 2012年06月01日)公开了:“6.3粉末冶金钛合金制品的力学性能,6.3.1元素粉混合法坯件的力学性能,在415MPa下冷压制后获得压坯,生坯密度为85%-90%,压制的坯件为Ti-6Al-4V”(参见第86-87页);《粉末冶金材料》(曾德麟主编,冶金工业出版社,出版时间1989年11月)公开了:“粉末钛合金,3.2.3致密化工艺,3.2.3.1混合粉法,将钛粉和合金元素粉或部分预合金粉混合,冷压成型,在400-500MPa压力下冷压成型,致密度可达到85%-90%”(参见第125页)。可见,根据本领域工具书的记载,钛粉的冷压成型的压力通常为400-500MPa,高于对比文件1中热循环压力。由此可见,技术特征“所述冷压压力高于所述热循环压力”已被公开。
复审请求人于2018年12月13日提交了意见陈述书,同时修改了权利要求书,将说明书中的特征“所述零件密度大于所述烧结密度,所述烧结密度大于所述冷压密度”加入权利要求1中,形成新的独立权利要求1。复审请求人认为:对比文件1的预成型件的形状接近于最终的工件的期望形状,而在本申请中,烧结预成型件的体积和形状均远远不同于零件的近净成形形状,需要从烧结预成型件分离一部分,因此,对比文件1没有公开权利要求1中的技术特征“使部分(134A)从所述烧结预成型件分离(400),所述部分(134 A)具有超过所述零件体积的部分体积和不同于所述零件的所述近净成形形状的部分形状”,对比文件1的目的在于直接将工件成型为具有或至少接近其最终的期望形状从而将压密之后的工件进行形状加工的工作量最小化,因此其没有动机将上述区别特征应用对比文件1中,因为这会背离对比文件1简化加工步骤的目的。此外,对比文件2中仅仅公开了压坯部件可以采取任何形状,但是也没有公开上述区别技术特征。对比文件1和对比文件2均未公开补入的技术特征“所述零件密度大于所述烧结密度,所述烧结密度大于所述冷压密度”。
合议组于2019年03月20日向复审请求人发出第二次复审通知书,指出:权利要求1-13相对于对比文件1和对比文件2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人提出的意见,合议组认为:本领域技术人员知晓,在热加工领域,零件是由坯料加工得到的,由于在热加工过程中存在材料损耗且需要留出切毛边等后续加工的余量,因此坯料的体积应当大于最终零件的体积,同时,为了使后续形状加工的工作量最小化并节约材料,坯料的体积应尽可能接近零件体积。而坯料的体积则是根据原料的形状、体积以及加工工艺等确定的,如果制得的坯料体积远远大于零件的体积,本领域技术人员容易想到对该大体积坯料进行切割分离,得到与零件体积接近的坯料,如果制得的坯料体积已经接近零件的体积,则可以省略该切割分离步骤,直接应用该坯料来加工零件,上述均是本领域技术人员采取的常规技术手段,其并不需要付出创造性的劳动。对比文件2公开了通过冷等静压方法将混合的钛粉压制成压坯(其具有冷压密度),之后对该压坯进行真空烧结或者热等静压从而形成更高密度(即烧结密度)的坯料,该密度大于理论密度的90%,尤其为理论密度的90-99%。从上述内容可以推导得知,零件密度大于烧结密度,烧结密度大于冷压密度,即对比文件2已经公开了上述补入的技术特征。
复审请求人于2019年04月08日提交了意见陈述书,同时修改了权利要求书,将说明书中的特征“所述零件密度是与所述零件相关的所述理论上的完全密度的99.5至100%,并且所述冷压密度是所述理论上的完全密度的50%至85%”加入权利要求1中,并将权利要求9的附加技术特征“所述烧结密度是所述理论上的完全密度的95%至99%”加入独立权利要求1中,删除了从属权利要求8和从属权利要求9。复审请求人认为:对比文件1没有公开任何有关密度的描述,对比文件2仅仅公开了最终产品被压密成高密度坯料块(相当于烧结密度),通常位于大于理论密度的90%,尤其为理论密度的90-99%,其中并未描述零件密度和冷压密度,因此对比文件1和对比文件2均未公开“所述零件密度是与所述零件相关的所述理论上的完全密度的99.5至100%,并且所述冷压密度是所述理论上的完全密度的50%至85%”,也未给出利用冷压密度、烧结密度以及零件密度与理论上的完全密度的这种关系来解决技术问题的技术启示,上述区别特征能够实现零件的改善的坚固性和有利的颗粒结构,并且进一步增大零件的密度。
合议组于2019年05月16日向复审请求人发出第三次复审通知书,指出:权利要求1-11相对于对比文件1和对比文件2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人提出的意见,合议组认为:在粉末冶金领域,冷压密度、烧结密度以及零件密度与理论上的完全密度的关系是本领域的公知常识,《粉末冶金结构材料学》(徐润泽编著,中南工业大学出版社,1998年12月第1版)第159页记载:Ti-6Al-4V混合粉在400MPa压力下用机械压机或冷等静压将压坯(具有冷压密度)压到85-90%理论密度(与权利要求1的数值范围50-85%有共同的端点85%),在1260℃真空烧结(具有烧结密度)到95-99%理论密度,为了进一步增加密度,烧结后经热等静压(具有零件密度)可达到99.8%理论密度(落在权利要求1的数值范围99.5-100%的范围内)。《高等学校教学用书 粉末冶金材料》(曾德麟主编,冶金工业出版社,1989年11月第1版)第125页记载,混合粉法的基本工序包括混料、冷压成形、真空烧结、二次加工和最后的机加工,在400-500MPa压力下冷压成形,致密度(即冷压密度)可达到85-90%,压制件烧结后致密度(即烧结密度)可提高95-99.5%,烧结产品最后机加工前,往往还需要补充致密,而HIP是最好的工艺,HIP合金坯料还可进行等温锻造或热轧等加工,温锻和精整也是提高烧结产品致密度和尺寸精度的两种可行工艺。由此可知,冷压密度、烧结密度以及零件密度与理论上的完全密度之间的关系是本领域的公知常识,其所取得的技术效果也是可以合理预期的。
复审请求人于2019年06月21日提交了意见陈述书,同时修改了权利要求书,将从属权利要求2、10的附加技术特征写入权利要求1,将从属权利要求8的附加技术特征“热循环压力不变”修改为“热循环压力恒定”并写入独立权利要求1,删除原从属权利要求2、8、10,对权利要求书重新编号,在重新编号后的从属权利要求3中增加了技术特征“所述第一温度是1580华氏度;以及所述第二温度是1870华氏度”,在从属权利要求4中增加了技术特征“所述恒定烧结温度是从1900华氏度至2500华氏度”。复审请求人认为:(1)对比文件没有公开“所述热循环压力恒定”,对比文件1仅仅披露了压力范围从1.5KSI到2.5KSI,没有启示可以为恒定,也没有证据表明使烧结预成型件在恒定压力下热循环属于常用技术手段。(2)对比文件没有公开“在恒定温度下烧结”,即使可以认为在恒定温度下烧结是本领域的常规技术,但是没有证据表明对预成型件在恒定温度下进行烧结是常规技术。(3)对比文件1中没有提及有关密度的任何描述,对比文件1和对比文件2未公开权利要求1补入的技术特征“所述零件密度是与所述零件相关的所述理论上的完全密度的99.5至100%,所述烧结密度是所述理论上的密度的95%至99%,并且所述冷压密度是所述理论上的完全密度的50%至85%”,本发明的方法涉及通过首先冷压然后烧结(加热)大坯料的顺序操作来最初增加大坯料的密度,将冷压和烧结的两个操作组合成单个步骤将需要比顺序操作的设备昂贵的多的设备,本发明不仅提供了更便宜的顺序热/压力处理以实现期望的高密度,也降低了将坯料分离成单独的近净成形零件的成本。对比文件1、2以及公知常识均未给出利用冷压密度、烧结密度以及零件密度与理论上的完全密度的这种关系以及本发明中这种操作顺序来解决本申请技术问题的技术启示。
修改后的权利要求书如下:
“1. 一种从至少一种元素金属粉末制造零件(14)的方法(100),所述零件(14)具有近净成形形状、零件体积、零件密度以及理论上的完全密度,所述方法包括:
提供烧结预成型件(134),该烧结预成型件(134)具有烧结密度并且通过在恒定烧结温度下在烧结时间段内烧结冷压预成型件而从所述冷压预成型件形成;
使部分(134A)从所述烧结预成型件(134)分离,所述部分(134A)具有超过所述零件体积的部分体积和不同于所述零件(14)的所述近净成形形状的部分形状;并且
在热循环压力下在热循环时间段内使所述部分(134A)在第一温度与第二温度之间热循环,同时使所述部分(134A)超塑变形,从而形成(500)具有所述近净成形形状和所述零件密度的所述零件(14),
其中,所述至少一种元素金属粉末是钛粉末、铝粉末以及钒粉末中的至少一种,
其中,形成所述烧结预成型件(134)的所述冷压预成型件具有冷压密度并且通过在冷压温度和冷压压力下对所述至少一种元素金属粉末冷压一定的冷压时间段而形成,
其中,所述冷压压力高于所述热循环压力,
所述零件密度大于所述烧结密度,所述烧结密度大于所述冷压密度,
其中,所述零件密度是与所述零件(14)相关的所述理论上的完全密度的99.5%至100%,所述烧结密度是所述理论上的完全密度 的95%至99%,并且所述冷压密度是所述理论上的完全密度的50%至85%;并且
其中,所述热循环压力恒定。
2. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,所述部分(134A)热循环一定的热循环次数。
3. 根据权利要求2所述的方法(100),其中,所述热循环次数为从5次至25次;
所述第一温度是1580华氏度;以及
所述第二温度是1870华氏度。
4. 根据权利要求2所述的方法(100),其中,
所述恒定烧结温度是从1900华氏度至2500华氏度;并且
每次所述热循环均致使所述部分(134A)的材料发生结晶变化。
5. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,所述部分(134A)在惰性气氛下热循环。
6. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,所述热循环时间段小于一个小时。
7. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述热循环压力为2000磅/平方英寸。
8. 根据权利要求1所述的方法(100),其中,形成所述冷压预成型件进一步包括在对所述至少一种元素金属粉末进行冷压之前研磨所述至少一种元素金属粉末。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在提出复审请求时以及在答复复审通知书时对权利要求书进行了修改,经查,上述修改未超出原说明书和权利要求书记载的范围,符合专利法第33条的规定,因此,本复审请求审查决定针对的文本是:2019年06月21日提交的权利要求第1-8项,申请日2014年10月17日提交的说明书第1-16页,说明书附图第1-5页,说明书摘要及摘要附图。
具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定,创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
2.1权利要求1请求保护一种从至少一种元素金属粉末制造零件的方法。对比文件1(US20100018271A1)公开了一种利用静压介质的成型方法和装置,具体公开了(参见对比文件1的说明书第30-41段):该方法用于获得具有预定近净成形形状的零件14(由于获得了近净成形零件,本领域技术人员可以直接、毫无疑义的确定该零件具有近净成形零件体积、零件密度);该方法包括以下步骤:提供一个固结的预成型件,该预成型件可以是将例如Ti-6-4合金粉末(Ti-6-4是由重量比:6%的铝、4%的钒以及90%的钛形成的,相当于金属粉末是铝粉、钒粉以及钛粉)混合后通过冷压成型的,其形状接近于该近净成形零件14的形状(本领域技术人员可以直接、毫无疑义的确定该冷压预成型件具有冷压密度,并且是在冷压温度和冷压压力下冷压一定的冷压时间段而形成的),将该预成型件放置在模具的型腔中,对该预成型件施加静压介质例如玻璃,之后模具相对运动,对预成型件施加一定的压力,例如1.5KSI-2.5KSI之间,在压制过程中,模具中的温度在β转变温度(即相变温度)之上的第一温度和β转变温度之下的第二温度之间重复循环多次,每次热循环需要3-5分钟,共进行90-150分钟的热循环(即循环约18-50次),在热循环的同时,工件发生相变并且晶粒长大,利用工件在相变温度范围内或附近的温度下的相变超塑性的优势,可以在比常规技术更低的压力和温度下使预成型件变形(即热循环压力低于冷压压力),从而形成具有近净成形形状的零件。
权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1的区别在于:(1)将冷压预成型件进行烧结形成具有烧结密度的烧结预成型件,该烧结预成型件具有烧结密度并且通过在恒定烧结温度下在烧结时间段内烧结冷压预成型件而从所述冷压预成型件形成;(2)使部分从所述烧结预成型件分离,所述部分具有超过所述零件体积的部分体积和不同于所述零件的所述近净成形形状的部分形状;(3)所述零件密度大于所述烧结密度,所述烧结密度大于所述冷压密度;(4)所述零件密度是与所述零件相关的所述理论上的完全密度的99.5至100%,所述烧结密度是所述理论上的完全密度的95%至99%,并且所述冷压密度是所述理论上的完全密度的50%至85%;(5)所述热循环压力恒定。
对于区别技术特征(1),其实际解决的技术问题是如何提高零件的密度,对比文件2(US20020119068A1)公开了一种钛铸造、挤压、锻造的低成本给料,并具体公开了以下内容(参见对比文件2的说明书第8-16段):通过冷等静压方法将混合的钛粉压制成压坯,之后对该压坯进行真空烧结或者热等静压从而形成更高密度的坯料(大于理论密度的90%),之后可对该坯料进行拉伸、锻造或者轧制,本领域技术人员可以直接、毫无疑义的确定烧结在烧结时间段内进行,采用在恒定温度下烧结是本领域的常规技术。因此,对比文件2给出对冷压预成型件进行烧结形成烧结预成型件从而提高坯料密度的技术启示。
对于区别技术特征(2),在粉末冶金领域,在预成型件上分离部分,利用该分离部分进行后续加工,该分离部分的形状不同于零件的近净成形形状,并且由于后续加工过程中发生的损耗,因此分离部分的体积应该略大于零件体积,这些都属于本领域的常规技术手段。
对于区别技术特征(3),对比文件2公开了(参见对比文件2的说明书第8-16段):通过冷等静压方法将混合的钛粉压制成压坯(其具有冷压密度),之后对该压坯进行真空烧结从而形成更高密度(即烧结密度)的坯料,该烧结密度尤其为理论密度的90-99%。从上述内容可知,烧结密度大于冷压密度。而本领域技术人员知晓,烧结后的坯料经过进一步的热压后,形成的零件密度会进一步增大,使零件更加致密化,因此零件密度大于烧结密度,参见《高等学校教学用书 粉末冶金材料》(曾德麟主编,冶金工业出版社,1989年11月第1版)。
对于区别技术特征(4),对比文件2公开了(参见对比文件2的说明书第8-16段):通过冷等静压方法将混合的钛粉压制成压坯(其具有冷压密度),之后对该压坯进行真空烧结从而形成更高密度(即烧结密度)的坯料,该烧结密度尤其为理论密度的90-99%(与权利要求1的数值范围具有共同的端点99%)。而其余的特征,即零件密度与理论上的完全密度、冷压密度和理论上的完全密度之间的关系均是本领域的公知常识,参见《粉末冶金结构材料学》(徐润泽编著,中南工业大学出版社,1998年12月第1版)。
对于区别技术特征(5),对比文件1公开了(参见说明书第30-41段)压力范围为1.5KSI到2.5KSI(相当于10.3-17.2MPa),而在热等静压过程中,为保持工件变形均匀,保持压力不变也是本领域的常规技术手段,参见《粉末冶金结构材料学》(徐润泽编著,中南工业大学出版社,1998年12月第1版)。
由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识以及常规技术手段,得出权利要求1的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2、权利要求2的附加技术特征已在对比文件1中公开(参见对比文件1的说明书第30-41段),具体公开了以下技术特征:在压制过程中,模具中的温度在β转变温度(即相变温度)之上的第一温度和β转变温度之下的第二温度之间重复循环多次,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、权利要求3的部分附加技术特征已在对比文件1中公开(参见对比文件1的说明书第30-41段),具体公开了以下技术特征:每次热循环需要3-5分钟,共进行90-150分钟的热循环(即循环约18-50次,与权利要求3请求保护的5-25次具有重叠的部分),模具中的温度在β转变温度(即相变温度)之上的第一温度和β转变温度之下的第二温度之间重复循环,对于Ti-6-4合金,β转变温度约为1000℃,即1832华氏度,因此根据所用材料的β转变温度,将第一温度设定为1580华氏度,将第二温度设置为1870华氏度是本领域的常规设计,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4、权利要求4的部分附加技术特征已在对比文件1中公开(参见对比文件1的说明书第30-41段),具体公开了以下技术特征:在热循环的同时,工件发生相变并且晶粒长大,而恒定烧结温度是本领域的常规设计,《粉末冶金结构材料学》(徐润泽编著,中南工业大学出版社,1998年12月第1版)第159页记载:Ti-6Al-4V混合粉在400MPa压力下用机械压机或冷等静压将压坯压到85-90%理论密度,在1260℃(即2300华氏度,落在权利要求4的数值范围内)真空烧结到95-99%理论密度。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5、权利要求5为权利要求1的从属权利要求,进一步限定了部分在惰性气氛下热循环。然而,本领域公知惰性气氛可以防止零件被氧化,因而,采用在惰性气氛下热循环是本领域的常规技术手段。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6、权利要求6为权利要求1的从属权利要求,进一步限定了热循环时间段小于一个小时,对比文件1公开了(参见说明书第30-41段)热循环时间段可根据各种因素(例如材料种类)而进行确定,因此本领域技术人员根据实际因素将热循环时间段设置为小于一个小时属于本领域的常规设计。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.7、权利要求7为权利要求1的从属权利要求,对比文件1公开了(参见说明书第30-41段)压力范围为1.5KSI到2.5KSI(相当于10.3-17.2MPa),本申请限定的为2000磅/平方英寸等于13.8MPa,在对比文件1公开了压力数值为10.3-17.2MPa的范围内,选择压力为13.8MPa仅是本领域的常规技术选择,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.8、权利要求8为权利要求1的从属权利要求,进一步限定了对至少一种金属粉末冷压之前进行研磨。然而研磨是本领域常用的使粉末颗粒细小混合均匀的方法,采用研磨仅是本领域的常规技术选择。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3.对复审请求人相关意见的评述
对于复审请求人陈述的意见,合议组认为:
(1)对于“热循环压力恒定”,对比文件1公开了(参见说明书第0037段):“在1.5KSI和2.5KSI之间的一个预定压力被施加到模具上”,且其并未记载在压制过程中压力发生变化或调整,因此从上述记载可直接、毫无疑义地确定,对比文件1在压制过程中,施加的压力是1.5KSI和2.5KSI之间的一个恒定值。
(2)对于“在恒定温度下烧结”,对比文件2公开了对压坯进行真空烧结或者热等静压从而形成更高密度的坯料,采用在恒定温度下烧结是本领域的常规技术,《粉末冶金结构材料学》(徐润泽编著,中南工业大学出版社,1998年12月第1版)第159页记载:Ti-6Al-4V混合粉在400MPa压力下用机械压机或冷等静压将压坯压到85-90%理论密度,在1260℃真空烧结到95-99%理论密度。从上述记载可以直接、毫无疑义的确定该真空烧结是在1260℃的恒定温度下进行的。在恒定温度下烧结是本领域的常规技术,对预成型件在恒定温度下进行烧结是本领域技术人员容易想到的常规应用,并不存在需克服的技术障碍。
(3)在粉末冶金领域,冷压密度、烧结密度以及零件密度与理论上的完全密度的关系是本领域的公知常识,《粉末冶金结构材料学》(徐润泽编著,中南工业大学出版社,1998年12月第1版)第159页记载:Ti-6Al-4V混合粉在400MPa压力下用机械压机或冷等静压将压坯(具有冷压密度)压到85-90%理论密度(与权利要求1的数值范围50-85%有共同的端点85%),在1260℃真空烧结(具有烧结密度)到95-99%理论密度,为了进一步增加密度,烧结后经热等静压(具有零件密度)可达到99.8%理论密度(落在权利要求1的数值范围99.5-100%的范围内)。《高等学校教学用书 粉末冶金材料》(曾德麟主编,冶金工业出版社,1989年11月第1版)第125页记载,混合粉法的基本工序包括混料、冷压成形、真空烧结、二次加工和最后的机加工,在400-500MPa压力下冷压成形,致密度(即冷压密度)可达到85-90%,压制件烧结后致密度(即烧结密度)可提高95-99.5%,烧结产品最后机加工前,往往还需要补充致密,而HIP是最好的工艺,HIP合金坯料还可进行等温锻造或热轧等加工,温锻和精整也是提高烧结产品致密度和尺寸精度的两种可行工艺。由此可知,冷压密度、烧结密度以及零件密度与理论上的完全密度之间的关系是本领域的公知常识,其所取得的技术效果也是可以合理预期的。
本申请的方法涉及首先冷压然后烧结(加热)大坯料的顺序操作来最初增加大坯料的密度,对比文件1公开了通过冷压成型提供预成型件,之后对该预成型件进行热循环压制,对比文件2公开了通过冷等静压方法将混合的钛粉压制成压坯,之后对该压坯进行真空烧结从而形成更高密度的坯料,之后可对该坯料进行拉伸、锻造或者轧制,对比文件2给出了对冷压预成型件进行烧结形成烧结预成型件从而提高坯料密度的技术启示。本领域技术人员有动机将对比文件2中的热烧结工序应用于对比文件1,从而得到权利要求1限定的技术方案,即首先冷压然后烧结(加热)大坯料的顺序操作来最初增加大坯料的密度,并不是同时加热并压制坯料,即对比文件1和对比文件2结合可以得到本申请的操作顺序。
因此,复审请求人陈述的理由不具有说服力,合议组不予支持。
基于以上理由,合议组做出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年12月13日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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